Aurinkovoima on uusiutuvista energiamuodoista ehkä tunnetuin ja lupaavin. Se jaetaan aurinkolämpöön ja aurinkosähköön. Aurinkosähkön kehittymistä ovat jonkin verran hidastaneet energian varastoimiseen tarvittavien akkujen suuri koko ja energialaitosten haluttomuus ottaa vastaa kotitalouksilta ja muilta sähkön pientuottajilta yli jäävää sähköä.

Nyt sekä akkujärjestelmät ovat kehittyneet ja akkujen koot ratkaisevasti pienentyneet suhteessa niiden kapasiteettiin. Myös energialaitosten suhtautuminen monissa maissa on vähitellen muuttunut aurinkoenergialle suotuisaksi. Näiden esteiden vähitellen poistuessa voimme odottaa aurinkosähkön tuotannon huomattavaa kasvun jatkuvan ja jopa tehostuvan tulevina vuosina. Myös aurinkolämmön talteen ottaminen on tehostunut uuden teknologian myötä ja sen merkitys tulee luultavasti lisääntymään etenkin pientaloissa ja pientaloyhtiöissä.

Sekä aurinkolämpö että aurinkosähkö ovat päästöttömiä ja uusiutuvia energiamuotoja, joiden menestystarina ilahduttaa jokaista maapallon tilasta huolestunutta ihmistä. Vielä on kuitenkin työtä tehtävänä, jotta aurinkovoima saataisiin hyödynnettyä tehokkaimmalla mahdollisella tavalla.

Miten aurinkolämpöä tuotetaan?

Aurinkolämpöä voidaan tuottaa sekä passiivisesti hyödyntäen sitä tosiasiaa, että auringon säteily lämmittää ja jopa kuumentaa pinnat ja rakenteet, joihin sillä on esteetön pääsy. Aktiivisella aurinkolämmön keräämisellä taas tarkoitetaan erilaisia järjestelmiä, joiden avulla auringon lämpöenergiaa kerätään talteen, varastoidaan ja jopa siirretään varastosta eri kohteisiin.

Passiivinen aurinkolämmön hyödyntäminen

Yksinkertaisimmillaan auringon lämpöä voidaan hyödyntää ilman erillisiä laitteita. Tämä tapahtuu suunnittelemalla rakennukset niin, että lämpöä tehokkaasti varastoivista materiaaleista valmistetut rakenteet pääsevät kosketuksiin auringon lämmön kanssa päivän aikana, kun aurinko paistaa, ja vapauttavat sitten lämpöä yön aikana.

Aurinkolämpöä voidaan passiivisesti kerätä niinkin helposti kuin antamalla auringon paistaa sisään ikkunoista. Hiukan tästä kehittyneempi versio on rakentaa lasinen puskurivyöhyke rakennuksen auringonpuoleiseen seinään. Lisäksi voidaan tehdä järjestelmä, jossa auringon säteily lämmittää ilmanvaihdon korvausilman tai tehostaa painovoimaista ilmanvaihtoa käyttämällä väriltään mustia poistoilmaputkia.

Passiivisessa aurinkolämmön hyödyntämisessä ratkaiseva merkitys on rakennusten suuntaamisella oikein suhteessa aurinkoon. Rakennusmassan suuntaaminen suoraan etelään on ehdottomasti tehokkainta ja jo pieni poikkeama heikentää rakennuksen kykyä varastoida auringon säteilyä ja lämpöä. Keskeistä on myös suunnitella ikkunoiden sijoittelu ja koko oikein. Rakennuksen tulee lisäksi sijaista tuulensuojaisessa pakassa ja mielellään etelärinteessä siten, että etelän puolella sitä eivät varsota toiset rakennukset tai puut, etenkään havupuut.

Myös käyttöveden esilämmitys aurinkolämmön avulla on mahdollista esimerkiksi katolle asetettujen säiliöiden avulla, mutta nämä järjestelmät menevät jo lähellä aurinkolämpöjärjestelmiä eikä niitä aina lasketa passiivisen aurinkolämmön hyödyntämisen piiriin kuuluviksi. Yksinkertaisena esimerkkinä käyttöveden lämmityksestä, joka vielä mahtuu passiivisen aurinkolämmön hyödyntämisen piiriin, voidaan mainita lasten kahluuallas, jonka vesi aamulla on niin kylmää, ettei se houkuttele pieniä polskijoita, kun taas aurinkoisen päivänä jo lounaan jälkeen lapsia ei meinaa saada pois miellyttävän lämpöisestä vedestä.

Aktiivinen aurinkolämmön kerääminen aurinkojärjestelmän avulla

Aurinkojärjestelmä muodostuu aurinkokeräimestä, eristetystä putkistosta, ohjausyksiköstä, pumpusta ja varaajasta. Nimensä mukaisesti kerääjä ottaa talteen auringonsäteilyn ja muuttaa sen lämmöksi. Lämpö liikkuu järjestelmässä tavallisimmin lämmönsiirtonesteen välityksellä. Ilma toimii lämmönsiirtoaineena aurinkolämpöpumppuja käytettäessä.

Suuriakin rakennuksia tai rakennuskomplekseja voidaan lämmittää aurinkojärjestelmän avulla, mikäli aurinkokeräimiä on riittävästi. Aurinkojärjestelmä riittää ainoaksi lämmitysjärjestelmäksi toisin kuin passiivinen aurinkolämmön hyödyntäminen, sillä järjestelmä mahdollistaa tehokkaan lämmön varastoimisen.

Aurinkosähkö

Aurinkosähkö tulee luultavasti ensimmäisenä mieleen, kun puhumme aurinkovoimasta. Näin ei ole suotta, sillä se on myös tällä hetkellä voimakkaimmin kasvava tapa hyödyntää auringon säteilyä. Aurinkosähköä tuotetaan aurinkokennoilla, joiden pinnalla olevat elektronit ottavat vastaan auringon säteilynä tunnettujen fotonien luovuttaman energian. Energiasta muodostuu sähkövirta elektroneista virranjohtimiin, jotka kuljettavat sähkövirran edelleen varastoitavaksi tai verkkoon. Aurinkopaneeli muodostuu useista rinnan tai sarjaan kytketyistä aurinkokennoista.

Maailmalla on kokonaisia aurinkosähkövoimaloita, mutta tavallisimmillaan aurinkosähkö on vielä tällä hetkellä kotitalouksien lisäenergiantuotantomuotona.

Aurinkoenergialla toimivat laitteet

Aurinkovoimaa voidaan hyödyntää myös suoraan laitteiden käyttövoimana niin, että energiaa joko ei varastoida lainkaan tai sitä varastoidaan vain muutaman käyttötunnin mahdollistamiseksi verrattain pieneen akkuun. Ehkä kaikille tuttu esimerkki tällaisesta laitteesta on valokennolla toimiva taskulaskin, jonka saamme toki toimimaan myös lampun valolla. Jopa aurinkovoimalla toimivia kulkuneuvoja on suunnitteilla, mutta toistaiseksi niiden kehitys on kilpistynyt akkujen painoon.

Aurinkoenergian monipuolinen hyödyntäminen kehitysyhteistyössä

Aurinkovoimalla toimivat laitteet on otettu tehokkaasti hyötykäyttöön pyrittäessä parantamaan kaikkein köyhimpien ihmisten elämänlaatua. Intiassa köyhille perheille jaetaan kattoon asennettavia valaisimia, jotka keräävät päivän aikana riittävästi energiaa jaksaakseen valaista huonetta illan pimeät tunnit. Nämä lamput ovat parantaneet ratkaisevasti ihmisten viihtyisyyttä ja turvallisuutta, sillä slummeissa yleisesti käytetyt kaasu- ja öljylamput lisäävät merkittävästi tulipalovaaraa ja tuottavat terveydelle haitallisia palamiskaasuja. Perhe myös säästää lamppuun käytettävän polttoaineen hinnan, sillä aurinkoenergia on maksutonta.

Afrikassa taas on käytössä aurinkosähköllä toimivia latauslaitteita, joilla ihmiset saavat ladattua puhelimiaan. Näin mobiililaitteet on saatu yleistymään myös alueille, joita ei ole lainkaan sähköistetty. Samoin Afrikassa ovat verrattain yleisiä auringon lämpösäteilyä hyödyntävät aurinkokeittimet, joita on jaettu väestölle, jotta polttopuun kulutus saataisiin laskemaan ja näin voitaisiin pienentää eroosiota.

Aurinkovoimaa hyödyntäen voimme konkreettisesti parantaa sekä maapallon tilaa että tasa-arvoa ja hyvinvointia maapallolla.